磁致磁硬件安全原语：在材料层面嵌入数据保护
密码学与安全
2025-07-22 v1 介观与纳米尺度物理
材料科学
应用物理
摘要
大数据浪潮加剧了对具备抗击高级网络威胁能力、能效高的安全硬件需求。传统加密方案依赖复杂算法，资源消耗大且仍具脆弱性。为强化敏感信息，社会需要创新的防篡改和防伪技术，利用新型材料和设计。本文提出一种基于磁致离子的硬件安全策略，利用完全选择性的N3-离子迁移实现电压控制，在预定义的初始准磁性FeCoN点中实现。该过程生成可调厚度的铁镍层，产生确定性（单域或涡旋）或概率性状态（存在共存磁构型且电压可调概率），每种状态具有随机取向和手性，为磁指纹提供丰富平台。该方法实现自防护原语，包括真随机数生成器、物理不可克隆函数和内存概率推理。所得可重构架构兼具抗篡改性、低能耗和可扩展性，标志着基于新兴磁性现象的下一代硬件安全的重大突破。
引用
@article{arxiv.2507.14213,
title = {Magneto-Ionic Hardware Security Primitives: Embedding Data Protection at the Material Level},
author = {Irena Spasojevic and Federica Celegato and Alessandro Magni and Paola Tiberto and Jordi Sort},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.14213},
year = {2025}
}